KR20170085953A

KR20170085953A - 2d 컬러 코드 광학 무선 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170085953A
Application number: KR1020160183655A
Authority: KR
Inventors: 장영민; 응웬반장; 홍창현
Original assignee: 국민대학교산학협력단
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2017-07-25
Also published as: KR102041011B1; KR102163977B1; KR20170085952A; KR101982911B1; KR20170085968A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법은, 변조기가 이진 데이터 신호를 입력받는 단계, 상기 변조기가 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 컬러 코드 신호를 생성하는 단계, 및 송신기가 상기 컬러 코드 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 광원들의 색을 조절하는 단계를 포함하며, 상기 컬러 코드 신호는, 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 생성된 컬러 코드 심벌들을 포함하는 컬러 코드 데이터 신호, 및 상기 컬러 코드 데이터 신호의 심벌 클럭을 나타내는 컬러 코드 기준 신호를 포함한다.

Description

2D 컬러 코드 광학 무선 통신 방법 및 장치{Method and apparatus for 2D Color Code optical wireless communication}

본 발명은 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 백열전구와 형광등과 같은 조명이 반도체 LED(Light Emitting Diode) 조명으로 교체되는 인프라를 이용하여 가시광 파장에 통신기능을 부가하여 무선 통신을 가능하게 하는 기술인 가시광 통신(Visible Light Communication; VLC) 기술이 활발히 연구되고 있으며, IEEE 802.15.7 국제표준규격도 완료되어 상용화를 위한 비즈니스 모델 발굴을 추진하고 있다. 그러나 IEEE 802.15.7은 주로 광 검출기(Photo Diode; PD)를 이용한 데이터 전송에 국한되어 있어 VLC 동글 등의 전용 통신장치를 사용해야 하는 문제점이 있다. 이에 따라 광검출기보다는 주로 스마트폰의 카메라와 같은 이미지 센서를 이용하고, 가시광선뿐만 아니라 적외선 및 자외선 파장까지 포함하는 광학 무선 통신(Optical Wirelesss Communications; OWC)의 국제표준화가 IEEE 802.15.7r1 OWC TG(Task Group)에서 진행되고 있다.

본 발명자는 IEEE 802.15.7r1 OWC TG 국제표준화 기구의 의장으로서 OWC 기술에 관한 많은 기고문을 제출하여 OWC 국제표준화를 선도하고 있으며, 본 발명은 OWC 국제표준기술의 가장 핵심적인 기술 중 하나인 2차원 순차 컬러 코드 (2D-sequential Color Code) 통신 방식에 관한 것이다.

한국등록특허공보 제10-1472583호

본 발명은 LED와 이미지 센서 등을 이용한 광학 무선 통신 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법은, 변조기가 이진 데이터 신호를 입력받는 단계, 상기 변조기가 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 컬러 코드 신호를 생성하는 단계, 및 송신기가 상기 컬러 코드 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 광원들의 색을 조절하는 단계를 포함하며, 상기 컬러 코드 신호는, 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 생성된 컬러 코드 심벌들을 포함하는 컬러 코드 데이터 신호, 및 상기 컬러 코드 데이터 신호의 심벌 클럭을 나타내는 컬러 코드 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 송신기는, 상기 컬러 코드 기준 신호에 따라 상기 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들의 색을 조절하고, 상기 컬러 코드 데이터 신호에 따라 상기 2차원 컬러 광원 패널의 데이터 광원들의 색을 조절하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고, 상기 기준 광원들은 상기 2차원 컬러 광원 패널의 네 모서리의 광원들인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 송신기는, 상기 기준 광원들을 모두 동일한 위상으로 점멸시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 송신기는, 상기 기준 광원들 중 하나를 나머지와 반대 위상으로 점멸시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 송신기는, 제1 컬러 채널에 대하여 상기 기준 광원들을 모두 동일한 위상으로 점멸시키고, 제2 컬러 채널에 대하여 상기 기준 광원들 중 하나를 나머지와 반대 위상으로 점멸시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고, 상기 2차원 컬러 광원 패널은 네 개의 높은 밝기 변화의(high gradient) 직선들로 이루어진 테두리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 컬러 코드 신호를 생성하는 단계는, 상기 이진 데이터 신호의 각 비트가 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 한 컬러 채널의 점멸 상태를 나타내도록 컬러 코드 심벌을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 컬러 코드 신호를 생성하는 단계는, 상기 이진 데이터 신호의 세 비트가 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 세 컬러 채널의 각 점멸 상태를 나타내도록 컬러 코드 심벌을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 컬러 코드 신호를 생성하는 단계는, 상기 이진 데이터 신호의 세 비트와 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 색이 표 2에 따르도록 컬러 코드 심벌을 생성하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 컬러 코드 신호의 데이터 패킷은 프리앰블 심벌을 포함하고, 상기 프리앰블 심벌은, 인접하는 광원들의 점멸 상태가 반대인 제1 프리앰블 심벌 및 상기 제1 프리앰블 심벌의 역심벌인 제2 프리앰블 심벌을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 제1 프리앰블 심벌은, 수학식 1의 A를 따르는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 컬러코드 신호의 데이터 패킷은 제1 컬러 코드 해상도의 헤더 및 제2 컬러 코드 해상도의 페이로드를 포함하며, 상기 제1 컬러 코드 해상도는 사용 가능한 최저 컬러 코드 해상도이고, 상기 헤더는 상기 제2 컬러 코드 해상도에 대한 식별 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 헤더는 상기 제1 컬러 코드 해상도의 프리앰블 심벌을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법은, 수신기가 이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하는 단계, 및 복조기가 상기 이미지들로부터 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하는 단계, 및 상기 복조기가 상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치에 기초하여 상기 데이터 광원들의 색으로부터 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 기준 광원들의 점멸 상태를 상기 데이터 광원들의 심벌 클럭으로 이용하여 상기 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 기준 광원들의 제1 컬러 채널의 점멸 상태가 동일한 연속된 이미지들로부터 하나의 컬러 코드 심벌을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이미지 센서는 롤링 셔터 방식의 이미지 센서이며, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 기준 광원들의 제1 컬러 채널의 점멸 상태가 동일하지 않으면 롤링 셔터에 의한 오류로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 기준 광원들 중에서 점멸 상태가 다른 기준 광원들과 상이한 하나의 기준 광원을 검출하는 단계, 및 상기 점멸 상태가 상이한 하나의 기준 광원의 위치에 기초하여 상기 2차원 컬러 광원 패널의 회전 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고, 상기 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하는 단계는, 상기 이미지들로부터 네 개의 높은 밝기 변화의(high gradient) 직선들로 이루어진 상기 2차원 컬러 광원 패널의 테두리를 검출하는 단계, 및 상기 테두리의 위치에 기초하여 상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하는 단계는, 상기 네 개의 높은 밝기 변화의 직선들의 위치에 기초하여 상기 2차원 컬러 광원 패널의 모서리 위치를 산출하는 단계, 및 상기 2차원 컬러 광원 패널의 모서리 위치에 기초하여 상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 한 컬러 채널의 점멸 상태로부터 상기 데이터의 한 비트를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 세 컬러 채널의 점멸 상태로부터 상기 데이터의 세 비트를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 색과 상기 데이터의 세 비트가 표 2에 따르도록 상기 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 프리앰블 심벌을 검출하는 단계, 및 상기 프리앰블 심벌에 기초하여 상기 2차원 컬러 광원 패널의 광원들을 구분하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 프리앰블 심벌은, 인접하는 광원들의 점멸 상태가 반대인 제1 프리앰블 심벌 및 상기 제1 프리앰블 심벌의 역심벌인 제2 프리앰블 심벌을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 제1 컬러 코드 해상도의 헤더를 복원하는 단계, 상기 헤더로부터 제2 컬러 코드 해상도에 대한 식별 정보를 추출하는 단계, 및 상기 식별 정보에 기초하여 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 페이로드를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 헤더를 복원하는 단계는, 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 상기 제1 컬러 코드 해상도의 프리앰블 심벌을 검출하는 단계, 및 상기 프리앰블 심벌에 기초하여 상기 헤더를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법은, 변조기가 이진 데이터 신호를 입력받는 단계, 상기 변조기가 상기 이진 데이터를 복수의 데이터 블록들로 나누는 단계, 상기 변조기가 상기 복수의 데이터 블록들에 각각 심벌 클럭 정보를 추가하여 컬러 코드 심벌들을 생성하는 단계, 상기 변조기가 상기 컬러 코드 심벌들을 각각 QR 코드들로 부호화하는 단계, 및 송신기가 상기 QR 코드들을 2차원 컬러 광원 패널에 순차적으로 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법은, 수신기가 이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하는 단계, 및 복조기가 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 QR 코드를 검출하는 단계, 상기 복조기가 상기 QR 코드를 복호화 하여 컬러 코드 심벌을 획득하는 단계, 상기 복조기가 상기 컬러 코드 심벌을 심벌 클럭 정보와 데이터 블록으로 분리하는 단계, 및 상기 복조기가 상기 심벌 클럭 정보에 기초하여 상기 데이터 블록으로부터 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 이진 데이터를 복원하는 단계는, 상기 심벌 클럭 정보가 동일한 연속된 컬러 코드 심벌들의 데이터 블록들을 병합하여 상기 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는, 변조기, 및 송신기를 포함하며, 상기 변조기는, 이진 데이터 신호를 입력받고, 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 컬러 코드 신호를 생성하며, 상기 송신기는, 상기 컬러 코드 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 광원들의 색을 조절하며, 상기 컬러 코드 신호는, 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 생성된 컬러 코드 심벌들을 포함하는 컬러 코드 데이터 신호, 및 상기 컬러 코드 데이터 신호의 심벌 클럭을 나타내는 컬러 코드 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는, 수신기, 및 복조기를 포함하며, 상기 수신기는, 이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하며, 상기 복조기는, 상기 이미지들로부터 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하고, 상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치에 기초하여 상기 데이터 광원들의 색으로부터 이진 데이터를 복원하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는, 변조기, 및 송신기를 포함하며, 상기 변조기는, 이진 데이터 신호를 입력받고, 상기 이진 데이터를 복수의 데이터 블록들로 나누고, 상기 복수의 데이터 블록들에 각각 심벌 클럭 정보를 추가하여 컬러 코드 심벌들을 생성하고, 상기 컬러 코드 심벌들을 각각 QR 코드들로 부호화하며, 상기 송신기는, 상기 QR 코드들을 2차원 컬러 광원 패널에 순차적으로 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는, 수신기, 및 복조기를 포함하며, 상기 수신기는, 이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하고, 상기 복조기는, 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 QR 코드를 검출하고, 상기 QR 코드를 복호화 하여 컬러 코드 심벌을 획득하고, 상기 컬러 코드 심벌을 심벌 클럭 정보와 데이터 블록으로 분리하고, 상기 심벌 클럭 정보에 기초하여 상기 데이터 블록으로부터 이진 데이터를 복원하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 프로그램을 포함한다.

본 발명은, 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 새로운 2차원 순차 컬러 코드를 이용한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템에서의 데이터 신호와 클럭 정보의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 새로운 2차원 순차 컬러 코드를 이용한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템의 2차원 컬러 광원 패널의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 클럭 정보를 이용해 비동기 복호화 하는 원리를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 롤링 셔터 오류를 검출하는 원리를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템에서 회전 상태 판단을 위한 기준 광원의 점멸 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 광원들의 위치를 검출하는 원리를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 오류를 정정하는 원리를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 통신 시스템의 패킷 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 통신 시스템의 프리앰블 심벌을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 QR 코드를 이용한 2차원 순차 컬러 코드 광학 통신 방식의 원리를 도시한 도면이다.

이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.

디스플레이 스크린과 같은 2차원 컬러 광원 패널을 송신기로 사용하고 이미지 센서를 수신기로 사용하는 이미지 센서 통신에 있어서, (i) 샘플링율(이미지 프레임율)의 변동, (ii) 고속 실시간 전송, (iii) 광원의 회전 지원, (iv) 롤링 효과 검출 및 제거 (v) 오류 정정 등을 고려해야 한다. 본 발명은 새로운 2차원 순차 컬러 코드 (2D-Sequential Color Code) 통신 방식를 제공함으로써 위 다섯 가지 고려 사항을 모두 만족시킨다. 추가적으로 기존의 QR 코드를 이용한 2차원 순차 컬러 코드 통신 방식을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템은 새로운 2차원 순차 컬러 코드(11) 또는 기존의 QR 코드(12)를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 새로운 2차원 순차 컬러 코드를 이용한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 데이터 신호(Data signal)의 심벌 클럭을 나타내는 기준 신호(Reference signal)로 광원 패널의 네 모서리의 광원을 점멸시키고, 데이터 신호로 나머지 광원들을 점멸시킴으로써 데이터와 함께 클럭 정보를 송신한다. 데이터 신호와 클럭 정보의 관계가 도 3에 도시돼 있다. 이와 같이 데이터와 함께 클럭 정보를 송신하면 수신기에서는 데이터를 복원할 때 수신된 클럭 정보를 이용할 수 있으므로 샘플링율이 다르거나 변동돼도 데이터를 정확히 복원할 수 있게 된다.

여기서 광원이라 함은 반드시 하나의 개별 광원인 것이 아니라, 복수의 광원들의 집합일 수도 있다. 예를 들면, Full-HD의 고해상도 스마트폰의 화면을 광원 패널로 사용하는 경우, 화면을 16*16의 256 구간으로 나누어 각 구간을 하나의 광원으로 사용할 수 있다. 또한 본 발명에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템은 다중 해상도를 지원하므로, 예를 들어 16*16의 256개의 LED 소자로 이루어진 LED 패널을 사용하는 경우, 고해상도 모드에서는 하나의 LED를 하나의 광원으로 사용하여 LED 패널을 16*16 광원 패널로 이용하고, 저해상도 모드에서는 4개의 LED를 묶어 하나의 광원으로 사용함으로써 LED 패널을 4*4 광원 패널로 이용할 수 있다. 데이터 패킷의 헤더와 페이로드를 서로 다른 해상도로 전송할 수도 있다.

또한, 여기서 점멸이라 함은 반드시 광원이 완전히 켜지고 완전히 꺼지는 방식만을 나타내는 것이 아니라, 광원의 밝기 변화를 이용해 이진값 0과 1 두 가지 상태를 나타내는 모든 방식을 포함한다. 또한 광원의 점멸은 광원의 모든 컬러 채널을 점멸시키는 것뿐만 아니라, 광원의 일부 컬러 채널을 점멸시키는 것을 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 새로운 2차원 순차 컬러 코드를 이용한 광학 무선 통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템은 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치(100)와 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치(200)를 포함하며, 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치(100)는 변조기(110)와 송신기(120)를 포함하고, 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치(200)는 수신부(210)와 복조기(220)를 포함한다.

변조기(110)는 이진 데이터 신호를 입력받고, 입력받은 이진 데이터 신호에 기초하여 컬러 코드 신호를 생성하며, 송신기(120)는 생성된 컬러 코드 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 광원들의 색을 조절한다. 여기서 컬러 코드 신호는 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 생성된 컬러 코드 심벌들을 포함하는 컬러 코드 데이터 신호(S_D) 및 컬러 코드 데이터 신호의 심벌 클럭을 나타내는 컬러 코드 기준 신호(S_R)를 포함하며, 송신기(120)는 컬러 코드 기준 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들의 색을 조절하고, 컬러 코드 데이터 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 데이터 광원들의 색을 조절한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템의 2차원 컬러 광원 패널의 구성을 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고, 2차원 컬러 광원 패널의 네 모서리의 광원(510)들이 기준 광원들이다. 기준 광원들은 클럭 정보를 전송하여 수신 측에서 비동기 복호화를 할 수 있도록 하고, 롤링 셔터 효과를 제거하고, 360도 회전 복호화를 지원하도록 하기 위한 것이다.

2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 기준 광원들을 모두 동일한 위상으로 점멸시킴으로써 클럭을 송신할 수 있다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 기준 광원의 하나의 컬러 채널, 예를 들면 적색 채널을 통해 클럭 정보를 송신할 수 있다.

2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 이진 데이터 신호의 각 비트가 데이터 광원들 중 하나의 광원의 한 컬러 채널의 점멸 상태를 나타내도록 컬러 코드 심벌을 생성할 수 있다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 이진 데이터 신호의 세 비트가 데이터 광원들 중 하나의 광원의 세 컬러 채널, 예를 들면 적, 녹, 청의 컬러 채널의 각 점멸 상태를 나타내도록 컬러 코드 심벌을 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드는 표 1과 같다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 표 1에 따라 데이터 광원들의 점멸 상태로부터 이진 데이터를 복원할 수 있다.

2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 이진 데이터 신호의 세 비트와 데이터 광원들 중 하나의 광원의 색이 표 2에 따르도록 컬러 코드 심벌을 생성할 수 있다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 표 2에 따라 데이터 광원들의 색으로부터 이진 데이터를 복원할 수 있다.

수신기(210)는 이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하며, 복조기(220)는 수신된 이미지들로부터 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하고, 검출된 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치에 기초하여 데이터 광원들의 색으로부터 이진 데이터를 복원한다. 복조기(220)는 기준 광원들의 점멸 상태를 데이터 광원들의 심벌 클럭으로 이용하여 이진 데이터를 복원할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 클럭 정보를 이용해 비동기 복호화 하는 원리를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 클럭 정보가 동일한 연속된 이미지 프레임들의 컬러 코드 심벌들을 다수결(majority voting) 등에 의해 병합하여 하나의 컬러 코드 심벌을 추출할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 롤링 셔터 오류를 검출하는 원리를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 기준 광원들의 점멸 상태가 동일하지 않으면, 즉 클럭 정보가 모두 0이거나 모두 1인 경우가 아니면 롤링 셔터에 의한 오류로 판단할 수 있다. 광원 패널이 회전하더라도 롤링 셔터 오류를 검출할 수 있다.

2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 360도 회전 복호화를 지원하기 위해 기준 광원들 중 하나를 나머지와 반대 위상으로 점멸시킴으로써 클럭을 송신할 수 있다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 기준 광원의 하나의 컬러 채널, 예를 들면 청색 채널을 통해 클럭 정보를 송신할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 통신 시스템에서 회전 상태 판단을 위한 기준 광원의 점멸 방법을 도시한 도면이다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 기준 광원들 중에서 점멸 상태가 다른 기준 광원들과 상이한 하나의 기준 광원을 검출하고, 그 기준 광원의 위치에 기초하여 2차원 컬러 광원 패널의 회전 상태를 판단할 수 있다.

2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 표 3과 같이 제1 컬러 채널, 예를 들면 적색 채널에 대하여 기준 광원들을 모두 동일한 위상으로 점멸시키고, 제2 컬러 채널, 예를 들면 청색 채널에 대하여 기준 광원들 중 하나를 나머지와 반대 위상으로 점멸시킬 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 2차원 컬러 광원 패널은 네 개의 높은 밝기 변화의(high gradient) 직선들로 이루어진 테두리(520)를 포함한다. 이는 수신 측에서 광원의 위치를 실시간으로 검출할 수 있도록 하기 위한 것이다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치는 수신된 이미지들로부터 네 개의 높은 밝기 변화의 직선들로 이루어진 2차원 컬러 광원 패널의 테두리를 검출하고, 검출된 테두리의 위치에 기초하여 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 산출할 수 있다. 수신 측에서 관점 왜곡(perspective distortion)이 발생하더라도 광원의 위치를 실시간으로 검출할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 광원들의 위치를 검출하는 원리를 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 수신된 이미지들로부터 허프 변환(Hough transform)을 이용하여 네 개의 높은 밝기 변화의 직선들의 위치(e₁, e₂, e₃, e₄)를 검출하고, 검출된 직선들의 위치에 기초하여 2차원 컬러 광원 패널의 모서리 위치(A₁, A₂, A₄, A₄)를 산출하고, 산출된 2차원 컬러 광원 패널의 모서리 위치에 기초하여 각 광원들의 위치(P_n)를 산출할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치에서 오류를 정정하는 원리를 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 내부(inner) 코드로서 공간 길쌈 부호(Spatial convolution code)를 이용해 채널 잡음에 의한 오류를 정정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 외부(outer) 코드를 이용해 프레임율 하락으로 인한 오류를 정정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치는 IEEE 802.15.7 표준에서 정의된 리드-솔로몬 부호(RS)와 길쌈 부호(CC)에 따라 오류 정정을 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 통신 시스템의 패킷 구조를 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 통신 시스템의 데이터 패킷은 헤더와 페이로드를 포함하며, 헤더와 페이로드는 서로 다른 해상도의 컬러 코드를 이용할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 데이터 패킷은 제1 컬러 코드 해상도의 헤더 및 제2 컬러 코드 해상도의 페이로드를 포함할 수 있다. 호환성을 높이기 위해 제1 컬러 코드 해상도는 사용 가능한 최저 컬러 코드 해상도일 수 있다. 헤더와 페이로드의 해상도는 다를 수 있으나 심벌 클럭은 동일하다.

헤더는 프리앰블 심벌, 변조 및 코딩 방식 식별자(MCS ID; modulation and coding scheme ID), 페이로드의 길이(PSDU length), 헤더 체크 시퀀스(HCS; header-check sequence) 등을 포함할 수 있다. 변조 및 코딩 방식 식별자에는 페이로드의 컬러 코드 해상도에 대한 식별 정보가 포함될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 통신 시스템의 프리앰블 심벌을 도시한 도면이다. 도 12을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 프리앰블 심벌은 인접하는 광원들의 점멸 상태가 반대인 제1 프리앰블 심벌(S) 및 제1 프리앰블 심벌의 역심벌인 제2 프리앰블 심벌(

)을 포함할 수 있다. 제1 프리앰블 심벌(S) 및 제2 프리앰블 심벌(

)은 각각 수학식 1의 A와 A'를 따를 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 2차원 순차 컬러 코드 광학 수신 장치는 수신된 이미지들의 2차원 컬러 광원 패널로부터 프리앰블 심벌을 검출하고, 프리앰블 심벌에 기초하여 2차원 컬러 광원 패널의 광원들을 구분할 수 있다. 즉, 2차원 순차 컬러 코드 광학 수신 장치는 프리앰블 심벌의 변화로부터 헤더의 컬러 코드 해상도를 판단하여 헤더를 복원할 수 있다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 수신 장치는 헤더를 복원한 후 헤더에 포함된 MCS ID로부터 페이로드의 컬러 코드 해상도를 알게 되고, 그에 기초하여 페이로드를 복원할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 QR 코드를 이용한 2차원 순차 컬러 코드 광학 통신 방식의 원리를 도시한 도면이다. QR 코드에는 기준 광원이 없기 때문에, 2차원 순차 컬러 코드 광학 송신 장치는 데이터를 하나의 QR 코드에 해당하는 크기의 데이터 블록들로 나누고, 각 데이터 블록에 클럭 정보를 추가한 후 QR 코드로 변환하여 2차원 컬러 광원 패널에 순차적으로 표시한다. 2차원 순차 컬러 코드 광학 수신 장치는 QR 코드를 복호화 한 후 클럭 정보와 데이터 블록으로 나누고, 클럭 정보에 따라 데이터를 복원한다. 이 때도 클럭 정보가 동일한 연속된 데이터 블록들을 다수결(majority voting) 등에 의해 병합할 수 있음은 물론이다. 데이터를 광원의 8가지 색으로 맵핑하는 방법은 표 2를 따를 수 있다. 오버헤드를 줄여 실시간 처리를 유지하기 위해 QR 코드의 오류 정정은 가장 낮은 레벨로 선택할 수 있다. 이와 같은 통신 방식을 QR-ISC 방식이라 한다.

본 발명은 스크린 대 카메라 통신에 이용될 수 있으며, 소프트웨어 방식이므로 비용을 최소화할 수 있다. 본 발명은 수십 kbps의 링크 속도를 지원할 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체, 광학적 판독 매체 등 모든 저장매체를 포함한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 메시지의 데이터 포맷을 기록 매체에 기록하는 것이 가능하다.

지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

변조기가 이진 데이터 신호를 입력받는 단계;
상기 변조기가 상기 이진 데이터 신호에 기초하여 컬러 코드 신호를 생성하는 단계; 및
송신기가 상기 컬러 코드 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 광원들의 색을 조절하는 단계를 포함하며,
상기 컬러 코드 신호는,
상기 이진 데이터 신호에 기초하여 생성된 컬러 코드 심벌들을 포함하는 컬러 코드 데이터 신호, 및
상기 컬러 코드 데이터 신호의 심벌 클럭을 나타내는 컬러 코드 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 송신기는,
상기 컬러 코드 기준 신호에 따라 상기 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들의 색을 조절하고,
상기 컬러 코드 데이터 신호에 따라 상기 2차원 컬러 광원 패널의 데이터 광원들의 색을 조절하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제2항에 있어서,
상기 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고,
상기 기준 광원들은 상기 2차원 컬러 광원 패널의 네 모서리의 광원들인 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제2항에 있어서,
상기 송신기는,
상기 기준 광원들을 모두 동일한 위상으로 점멸시키는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제2항에 있어서,
상기 송신기는,
상기 기준 광원들 중 하나를 나머지와 반대 위상으로 점멸시키는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제2항에 있어서,
상기 송신기는,
제1 컬러 채널에 대하여 상기 기준 광원들을 모두 동일한 위상으로 점멸시키고,
제2 컬러 채널에 대하여 상기 기준 광원들 중 하나를 나머지와 반대 위상으로 점멸시키는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고,
상기 2차원 컬러 광원 패널은 네 개의 높은 밝기 변화의(high gradient) 직선들로 이루어진 테두리를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제2항에 있어서,
상기 컬러 코드 신호를 생성하는 단계는,
상기 이진 데이터 신호의 각 비트가 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 한 컬러 채널의 점멸 상태를 나타내도록 컬러 코드 심벌을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제2항에 있어서,
상기 컬러 코드 신호를 생성하는 단계는,
상기 이진 데이터 신호의 세 비트가 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 세 컬러 채널의 각 점멸 상태를 나타내도록 컬러 코드 심벌을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제2항에 있어서,
상기 컬러 코드 신호를 생성하는 단계는,
상기 이진 데이터 신호의 세 비트와 상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 색이 다음 표에 따르도록 컬러 코드 심벌을 생성하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 컬러 코드 신호의 데이터 패킷은 프리앰블 심벌을 포함하고,
상기 프리앰블 심벌은,
인접하는 광원들의 점멸 상태가 반대인 제1 프리앰블 심벌 및 상기 제1 프리앰블 심벌의 역심벌인 제2 프리앰블 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제11항에 있어서,
상기 제1 프리앰블 심벌은,
다음 식을 따르는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제1항에 있어서,
상기 컬러코드 신호의 데이터 패킷은 제1 컬러 코드 해상도의 헤더 및 제2 컬러 코드 해상도의 페이로드를 포함하며,
상기 제1 컬러 코드 해상도는 사용 가능한 최저 컬러 코드 해상도이고,
상기 헤더는 상기 제2 컬러 코드 해상도에 대한 식별 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제13항에 있어서,
상기 헤더는 상기 제1 컬러 코드 해상도의 프리앰블 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
수신기가 이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하는 단계; 및
복조기가 상기 이미지들로부터 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하는 단계; 및
상기 복조기가 상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치에 기초하여 상기 데이터 광원들의 색으로부터 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고,
상기 기준 광원들은 상기 2차원 컬러 광원 패널의 네 모서리의 광원들인 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 기준 광원들의 점멸 상태를 상기 데이터 광원들의 심벌 클럭으로 이용하여 상기 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 기준 광원들의 제1 컬러 채널의 점멸 상태가 동일한 연속된 이미지들로부터 하나의 컬러 코드 심벌을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이미지 센서는 롤링 셔터 방식의 이미지 센서이며,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 기준 광원들의 제1 컬러 채널의 점멸 상태가 동일하지 않으면 롤링 셔터에 의한 오류로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 기준 광원들 중에서 점멸 상태가 다른 기준 광원들과 상이한 하나의 기준 광원을 검출하는 단계; 및
상기 점멸 상태가 상이한 하나의 기준 광원의 위치에 기초하여 상기 2차원 컬러 광원 패널의 회전 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 2차원 컬러 광원 패널은 사각형이고,
상기 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하는 단계는,
상기 이미지들로부터 네 개의 높은 밝기 변화의(high gradient) 직선들로 이루어진 상기 2차원 컬러 광원 패널의 테두리를 검출하는 단계; 및
상기 테두리의 위치에 기초하여 상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제21항에 있어서,
상기 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하는 단계는,
상기 네 개의 높은 밝기 변화의 직선들의 위치에 기초하여 상기 2차원 컬러 광원 패널의 모서리 위치를 산출하는 단계; 및
상기 2차원 컬러 광원 패널의 모서리 위치에 기초하여 상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 한 컬러 채널의 점멸 상태로부터 상기 데이터의 한 비트를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 세 컬러 채널의 점멸 상태로부터 상기 데이터의 세 비트를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 데이터 광원들 중 하나의 광원의 색과 상기 데이터의 세 비트가 다음 표에 따르도록 상기 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 프리앰블 심벌을 검출하는 단계; 및
상기 프리앰블 심벌에 기초하여 상기 2차원 컬러 광원 패널의 광원들을 구분하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제26항에 있어서,
상기 프리앰블 심벌은,
인접하는 광원들의 점멸 상태가 반대인 제1 프리앰블 심벌 및 상기 제1 프리앰블 심벌의 역심벌인 제2 프리앰블 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
제27항에 있어서,
상기 제1 프리앰블 심벌은,
다음 식을 따르는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제15항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 제1 컬러 코드 해상도의 헤더를 복원하는 단계;
상기 헤더로부터 제2 컬러 코드 해상도에 대한 식별 정보를 추출하는 단계; 및
상기 식별 정보에 기초하여 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 페이로드를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제29항에 있어서,
상기 헤더를 복원하는 단계는,
상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 상기 제1 컬러 코드 해상도의 프리앰블 심벌을 검출하는 단계; 및
상기 프리앰블 심벌에 기초하여 상기 헤더를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
변조기가 이진 데이터 신호를 입력받는 단계;
상기 변조기가 상기 이진 데이터를 복수의 데이터 블록들로 나누는 단계;
상기 변조기가 상기 복수의 데이터 블록들에 각각 심벌 클럭 정보를 추가하여 컬러 코드 심벌들을 생성하는 단계;
상기 변조기가 상기 컬러 코드 심벌들을 각각 QR 코드들로 부호화하는 단계; 및
송신기가 상기 QR 코드들을 2차원 컬러 광원 패널에 순차적으로 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 방법.
수신기가 이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하는 단계; 및
복조기가 상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 QR 코드를 검출하는 단계;
상기 복조기가 상기 QR 코드를 복호화 하여 컬러 코드 심벌을 획득하는 단계;
상기 복조기가 상기 컬러 코드 심벌을 심벌 클럭 정보와 데이터 블록으로 분리하는 단계; 및
상기 복조기가 상기 심벌 클럭 정보에 기초하여 상기 데이터 블록으로부터 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
제32항에 있어서,
상기 이진 데이터를 복원하는 단계는,
상기 심벌 클럭 정보가 동일한 연속된 컬러 코드 심벌들의 데이터 블록들을 병합하여 상기 이진 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 방법.
변조기; 및 송신기를 포함하며,
상기 변조기는,
이진 데이터 신호를 입력받고,
상기 이진 데이터 신호에 기초하여 컬러 코드 신호를 생성하며,
상기 송신기는,
상기 컬러 코드 신호에 따라 2차원 컬러 광원 패널의 광원들의 색을 조절하며,
상기 컬러 코드 신호는,
상기 이진 데이터 신호에 기초하여 생성된 컬러 코드 심벌들을 포함하는 컬러 코드 데이터 신호, 및
상기 컬러 코드 데이터 신호의 심벌 클럭을 나타내는 컬러 코드 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치.
수신기; 및 복조기를 포함하며,
상기 수신기는,
이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하며,
상기 복조기는,
상기 이미지들로부터 2차원 컬러 광원 패널의 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치를 검출하고,
상기 기준 광원들 및 데이터 광원들의 위치에 기초하여 상기 데이터 광원들의 색으로부터 이진 데이터를 복원하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치.
변조기; 및 송신기를 포함하며,
상기 변조기는,
이진 데이터 신호를 입력받고,
상기 이진 데이터를 복수의 데이터 블록들로 나누고,
상기 복수의 데이터 블록들에 각각 심벌 클럭 정보를 추가하여 컬러 코드 심벌들을 생성하고,
상기 컬러 코드 심벌들을 각각 QR 코드들로 부호화하며,
상기 송신기는,
상기 QR 코드들을 2차원 컬러 광원 패널에 순차적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 송신 장치.
수신기; 및 복조기를 포함하며,
상기 수신기는,
이미지 센서로부터 2차원 컬러 광원 패널을 연속적으로 촬영한 이미지들을 수신하고,
상기 복조기는,
상기 이미지들의 상기 2차원 컬러 광원 패널로부터 QR 코드를 검출하고,
상기 QR 코드를 복호화 하여 컬러 코드 심벌을 획득하고,
상기 컬러 코드 심벌을 심벌 클럭 정보와 데이터 블록으로 분리하고,
상기 심벌 클럭 정보에 기초하여 상기 데이터 블록으로부터 이진 데이터를 복원하는 것을 특징으로 하는 2차원 순차 컬러 코드 광학 무선 수신 장치.
제1항 내지 제33항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
제1항 내지 제33항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.